初中化学 18 化学工艺流程

化学工艺流程题的特点

综合性强：化学工艺流程题通常以实际的化工生产过程为背景，融合了物质的性质、化学反应、实验操作、化学计算等多个方面的知识，考查学生综合运用化学知识解决实际问题的能力。

情境新颖：题目往往涉及到一些新的化工生产工艺或方法，学生需要在有限的时间内理解和分析给定的工艺流程，提取有用信息，对学生的信息获取和处理能力提出了较高要求。

注重实践：强调化学知识在实际生产中的应用，体现了化学学科与工业生产的紧密联系，使学生能够了解化学在社会发展中的重要作用。

化学工艺流程题的解题思路

明确目的：首先要仔细阅读题目，了解整个工艺流程的目的是什么，是制取某种物质、提纯某种物质还是对某种物质进行处理等，这有助于我们从整体上把握解题的方向。

分析流程：将工艺流程分解为若干个步骤，逐一分析每个步骤中发生的化学反应、物质的转化以及操作的目的。关注流程中所使用的原料、试剂、反应条件等信息，思考它们与目标产物之间的关系。

寻找关键信息：在流程中寻找一些关键的信息，如物质的特殊性质、反应的特殊现象、重要的操作步骤等，这些信息往往是解题的突破口。例如，某一步骤中出现了沉淀的生成或溶解，就要思考涉及到哪些物质的反应；如果有物质的分离操作，就要考虑物质的溶解性、沸点等性质差异。

结合基础知识：根据所学的化学基础知识，如物质的化学性质、化学方程式的书写、质量守恒定律等，对流程中的问题进行分析和解答。将流程中的具体情况与化学理论知识相结合，是解决化学工艺流程题的关键。

解答问题：在对工艺流程有了清晰的理解和分析后，按照题目要求回答相应的问题。问题可能涉及到物质的成分判断、化学方程式的书写、实验操作的目的、物质的质量计算等多个方面，要注意答题的规范性和准确性。

常见的化学工艺流程类型及示例

物质的制备流程：

海水制镁：以海水为原料制取金属镁，其工艺流程大致为：海水→晒盐后得到苦卤（主要含有氯化镁等）→加入石灰乳[Ca(OH)₂]使氯化镁转化为氢氧化镁沉淀→过滤得到氢氧化镁固体→加入盐酸将氢氧化镁转化为氯化镁溶液→蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体→在氯化氢气流中加热氯化镁晶体使其脱水得到无水氯化镁→电解无水氯化镁得到金属镁。在这个过程中，涉及到的化学反应有：\(MgCl_{2}+ Ca(OH)_{2}=\!=\!= Mg(OH)_{2}\downarrow + CaCl_{2}\)、\(Mg(OH)_{2}+ 2HCl =\!=\!= MgCl_{2}+ 2H_{2}O\)、\(MgCl_{2}\stackrel{电解}{=\!=\!=}Mg + Cl_{2}\uparrow\)。

石灰石制二氧化碳：石灰石的主要成分是碳酸钙，通过高温煅烧石灰石，使其分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为\(CaCO_{3}\stackrel{高温}{=\!=\!=}CaO + CO_{2}\uparrow\)。生成的氧化钙可用于其他工业生产，如与水反应制得氢氧化钙等。

物质的提纯流程：

粗盐提纯：粗盐中含有泥沙等不溶性杂质以及氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。提纯的步骤一般为：溶解→过滤→蒸发结晶得到初步提纯的氯化钠。然后再通过加入稍过量的氯化钡溶液除去硫酸钠，加入稍过量的氢氧化钠溶液除去氯化镁，加入稍过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量的氯化钡，过滤后向滤液中加入适量的稀盐酸除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，最后蒸发结晶得到较纯净的氯化钠。涉及的化学反应有：\(BaCl_{2}+ Na_{2}SO_{4}=\!=\!= BaSO_{4}\downarrow + 2NaCl\)、\(MgCl_{2}+ 2NaOH =\!=\!= Mg(OH)_{2}\downarrow + 2NaCl\)、\(CaCl_{2}+ Na_{2}CO_{3}=\!=\!= CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl\)、\(BaCl_{2}+ Na_{2}CO_{3}=\!=\!= BaCO_{3}\downarrow + 2NaCl\)、\(NaOH + HCl =\!=\!= NaCl + H_{2}O\)、\(Na_{2}CO_{3}+ 2HCl =\!=\!= 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\)。

从废旧电池中回收金属：废旧电池中含有多种金属，如锌、铜、汞等，可通过一系列的物理和化学方法进行回收。首先将废旧电池进行拆解，得到含有金属的混合物，然后通过物理方法如筛选、磁选等进行初步分离，再利用化学方法将不同的金属进行分离和提纯。例如，对于含有锌和铜的混合物，可以加入稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌溶液和氢气，而铜不与稀硫酸反应，通过过滤可得到铜，然后对硫酸锌溶液进行处理，如电解等方法可得到金属锌。

物质的转化流程：

一氧化碳还原氧化铁炼铁：以铁矿石（主要成分是氧化铁）为原料，通过一氧化碳还原氧化铁来制取铁，其工艺流程包括铁矿石的预处理、炼铁反应和尾气处理等环节。在炼铁高炉中，主要的化学反应为\(Fe_{2}O_{3}+ 3CO\stackrel{高温}{=\!=\!=}2Fe + 3CO_{2}\)。生成的铁水从高炉底部流出，而尾气中含有未反应的一氧化碳等气体，需要进行处理，防止污染环境，一般可将尾气点燃或收集后再利用。

用硫酸铜溶液制取硫酸亚铁：可向硫酸铜溶液中加入过量的铁粉，发生置换反应\(Fe + CuSO_{4}=\!=\!= FeSO_{4}+ Cu\)，然后过滤除去生成的铜和过量的铁粉，得到硫酸亚铁溶液，再通过蒸发结晶等操作得到硫酸亚铁晶体。